Виплавка підземна

Ви́плавка підзе́мна — свердловинний метод видобування корисних копалин шляхом переведення їх у рідкий стан на місці залягання за допомогою теплоносія.

Історична довідка

Перші технічні рішення видобування корисних копалин методом підземної виплавки датують 19 ст. У 1867 в кепроці соляного купола у штаті Луїзіана (США) виявили поклади самородної сірки під сипучими пісками, які перешкоджали її видобутку.

Хімік Г. Фраш (1851–1914; Німеччина — США — Франція) 1894 розробив метод (метод Фраша) для вилучення сірки за допомогою підземної виплавки. 24.12.1894 перша розплавлена сірка вийшла на поверхню.

1896 у США засновано першу промислову компанію «Юніон Сульфур Компані» («Union Sulphur Company») з видобування сірки за методом Фраша. Однак висока вартість палива, необхідного для нагрівання теплоносія (води), робила процес неекономічним, доки відкриття 1901 нафтових родовищ у штаті Техас (США) не забезпечило регіон дешевим мазутом. Другу шахту за технологією Фраша було відкрито 1912 в окрузі Бразорія, штат Техас. Надалі метод Фраша стали активно експлуатувати у штаті Луїзіана, на родовищах сірки вздовж узбережжя Мексиканської затоки США, а також у Мексиці. До середини 20 ст. цей регіон переважав на світовому ринку виробництві сірки. Однак від початку 1970-х у результаті освоєння технології побічного вилучення сірки з нафти та природного газу ціна на неї знизилась, і поступово шахти, що працювали за методом Фраша, припинили діяльність (останню таку шахту у США закрито в 2000).

Метод Фраша в кінці 20 – на початку 21 ст. використовували для обробки родовищ сірки в Мексиці, Польщі та Україні. Цим методом видобували сірку в Прикарпатському сірконосному басейні на території Польщі та у Язівському і Немирівському родовищах Львівської області. В Івано-Франківській області на базі Загайпільського родовища 1978–1981 працювала дослідна установка підземної виплавки сірки. За декілька років було видобуто понад 5 тис. т сірки й доведено принципову можливість видобутку сірки з руд із малою проникністю.

Характеристика

Метод підземної виплавки було розроблено переважно для родовищ самородної сірки й основано на порівняно низькій (112,8–119 °C) температурі її плавлення.

Технологічна схема підземної виплавки включає:

  • установку для приготування теплоносія — води з температурою 165 °C (котельня з хімічним водоочищенням);
  • поверхневі комунікації;
  • видобувні свердловини.

У технологічній схемі підземної виплавки сірки характерними чинниками є теплова й гідродинамічна взаємодія сірконосного пласта з теплоносієм. Через свердловини в сірконосний пласт нагнітають теплоносій — перегріту воду. Розплавлена сірка піднімається іншою свердловиною (можлива комбінація водоподачі й підйому розплавленої сірки однією свердловиною). Підняту на поверхню сірку через відстійні резервуари направляють у фільтрувальні агрегати для очищення і далі — на склад готової продукції.

За методом Фраша в поклади сірки вводять три концентричні труби. Перегріту воду (температурою 165 °C, тиском 2,5–3 МПа) вводять в осад через крайню трубку. Сірка (температура плавлення 115 °C) плавиться і потрапляє в середню трубку. Тиск води не може виштовхувати сірку на поверхню через більшу густину розплавленої сірки, тому гаряче повітря подають через внутрішню трубку для спінювання сірки, зменшуючи її густину й виштовхуючи на поверхню. Отримана сірка може бути дуже чистою (99,7–99,8 %), світло-жовтого кольору. Забруднена органічними сполуками сірка має темне забарвлення; подальше її очищення економічно не вигідне.

Технологія підземної виплавки має перспективи використання на родовищах ртуті, бітумів, високов’язкої нафти й інших корисних копалин.

Література

  1. Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Berlin : Walter de Gruyter, 1985. P. 539.
  2. Trueb L. Die chemischen Elemente. Ein Streifzug durch das Periodensystem. Stuttgart : S. Hirzel, 2005. 408 p.
  3. Табаченко М. М., Владико О. Б., Хоменко О. Є. та ін. Фізико-хімічна геотехнологія. Дніпропетровськ : Національний гірничий університет, 2012. 310 с.
  4. Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / За ред. В. С. Білецького. Донецьк : Східний видавничий дім, 2004–2013.
  5. Sutton W. R., Keene II L. R. Herman Frasch: The Sulphur King. Sulphur : Wise Publications, 2013. 192 p.

Автор ВУЕ

В. С. Білецький


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Білецький В. С. Виплавка підземна // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Виплавка підземна (дата звернення: 26.01.2022).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
18.12.2021


Офіційний телеграм-канал ВУЕОфіційний телеграм-канал ВУЕ